JP6952500B2 - Bio-information processing device - Google Patents
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Description
本開示は、生体情報処理装置に関する。 The present disclosure relates to a biometric information processing device.
特許文献1は、睡眠障害の診断に関して、患者の鼻と流体接続された圧力センサと、患者の鼻内部及び口近傍の温度を表すシグナルを発生するように動作する温度センサとを組み合わせた呼吸監視デバイスを開示している。 Patent Document 1 describes respiratory monitoring in which a pressure sensor fluidly connected to the patient's nose and a temperature sensor that operates to generate a signal indicating the temperature inside the patient's nose and near the mouth are used for diagnosing sleep disorders. The device is disclosed.
特許文献1の呼吸監視デバイスは、患者が睡眠状態に入ると、その呼吸パターンを任意の所定の期間に渡って継続して監視する。その後、圧力センサ及び温度センサの出力が組み合わされて解析される。解析の結果として、呼吸監視デバイスは、患者の呼吸について、正常な呼吸パターンであること、または、呼吸障害を示していることを決定する。 When a patient goes to sleep, the respiratory monitoring device of Patent Document 1 continuously monitors the respiratory pattern for an arbitrary predetermined period of time. After that, the outputs of the pressure sensor and the temperature sensor are combined and analyzed. As a result of the analysis, the respiratory monitoring device determines that the patient's breathing has a normal respiratory pattern or exhibits respiratory distress.
病院における術後の患者の呼吸管理等、測定結果のリアルタイム解析が求められる場面が増えている。しかし、特許文献1の呼吸監視デバイスでは、呼吸監視の後に異常な呼吸の出現頻度等の解析を行う構成であるため、測定結果のリアルタイム解析が出来ないものであった。 There are an increasing number of situations where real-time analysis of measurement results is required, such as respiratory management of postoperative patients in hospitals. However, since the respiratory monitoring device of Patent Document 1 has a configuration in which analysis of the frequency of occurrence of abnormal breathing is performed after respiratory monitoring, real-time analysis of measurement results cannot be performed.
本開示は、呼吸気の測定結果についてリアルタイム解析を行う生体情報処理装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a biometric information processing apparatus that performs real-time analysis of the measurement results of respiratory air.
本開示の生体情報処理装置は、
被検者の口内または鼻内からの少なくとも一方の呼吸気に基づいて生成された呼吸データを取得する入力インターフェース部と、
前記入力インターフェース部から取得した前記呼吸データのリアルタイム解析を行ってリアルタイム表示可能な解析結果データを生成する解析部と、
を備える。
The biometric information processing device of the present disclosure is
An input interface unit that acquires breathing data generated based on at least one breathing air from the subject's mouth or nose.
An analysis unit that performs real-time analysis of the respiration data acquired from the input interface unit and generates analysis result data that can be displayed in real time.
To be equipped.
上記構成によれば、リアルタイム表示可能な解析結果データを生成する解析部を備えるので、呼吸データをリアルタイムで解析することができる。さらに、その解析結果をリアルタイムで表示させることができる。 According to the above configuration, since the analysis unit that generates the analysis result data that can be displayed in real time is provided, the respiration data can be analyzed in real time. Furthermore, the analysis result can be displayed in real time.
本開示の生体情報処理装置によれば、呼吸気の測定結果について、リアルタイム解析を行うことが可能である。 According to the biometric information processing apparatus of the present disclosure, it is possible to perform real-time analysis on the measurement result of respiratory air.
以下、本開示に係る生体情報処理装置1の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る生体情報処理装置1の概念説明図である。 Hereinafter, an example of the embodiment of the biometric information processing apparatus 1 according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual explanatory diagram of the biometric information processing device 1 according to the embodiment of the present disclosure.
生体情報処理装置1は、呼吸気の測定結果についてリアルタイム解析を行う機器である。生体情報処理装置1は、一例として、図1に示すように、入力インターフェース部2、解析部3、記憶部4、ディスプレイ5(表示部の一例)、アラーム制御部6(報知部)、スピーカー7(報知部)を含んで構成されている。
The biometric information processing device 1 is a device that performs real-time analysis of the measurement result of respiratory air. As an example, the biometric information processing device 1 includes an
<入力インターフェース部>
入力インターフェース部(以下「入力IF」という)2は、被検者の口内または鼻内からの少なくとも一方の呼吸気に基づいて生成された呼吸データを取得するように構成されている。
<Input interface section>
The input interface unit (hereinafter referred to as “input IF”) 2 is configured to acquire respiratory data generated based on at least one respiratory air from the subject's mouth or nose.
呼吸気は、被検者の呼気及び吸気であり、無呼吸や低呼吸、上気道閉塞の有無を解析するために有用な生体情報である。入力IF2が取得する呼吸データには、呼気量、吸気量とこれらの検出時間等の呼吸気に関する検出結果が含まれている。呼吸データは、被験者の呼吸気(測定結果)から生成されるデータであり、一例として、呼吸気の呼吸圧を信号処理して生成される気流成分、いびき成分などに関するデータとすることができる。 Respiratory air is the exhalation and inspiration of the subject, and is useful biological information for analyzing the presence or absence of apnea, hypopnea, and upper airway obstruction. The respiratory data acquired by the input IF2 includes detection results related to respiratory air such as expiratory volume, inspiratory volume and their detection times. The respiration data is data generated from the respiration air (measurement result) of the subject, and as an example, it can be data on an airflow component, a snoring component, etc. generated by signal processing the respiration pressure of the respiration air.
入力IF2は、呼吸データを各種媒体から取得する構成とすることができる。入力IF2は、被検者の口内または鼻の少なくとも一方に装着されるカニューラを用いる呼吸気センサから、このセンサで解析し生成された呼吸データを、このセンサと生体情報処理装置1とを接続するコネクタを介して取得してもよい。また、入力IF2は、生体情報処理装置1で解析する呼吸データを、有線、無線等の通信網を介して取得してもよい。入力IF2は、取得した呼吸データを解析部3に出力するように構成されている。
The input IF2 can be configured to acquire respiratory data from various media. The input IF2 connects the sensor and the biometric information processing device 1 with the respiratory data analyzed and generated by the respiratory air sensor using a cannula attached to at least one of the subject's mouth or nose. It may be obtained via a connector. Further, the
なお、入力IF2は、通信ネットワークを介して各種媒体と通信するための各種有線接続端子や、無線接続のための各種処理回路を含み、通信ネットワークを介して通信するための通信規格に適合するように構成されていてもよい。ここで、通信ネットワークは、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)又はインターネット等である。入力IF2は、アクセスポイントを介して各種媒体に無線接続されてもよいし、アドホックモードにより各種媒体に無線接続されてもよい。 The input IF2 includes various wired connection terminals for communicating with various media via a communication network and various processing circuits for wireless connection so as to conform to a communication standard for communication via a communication network. It may be configured in. Here, the communication network is a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), the Internet, or the like. The input IF2 may be wirelessly connected to various media via an access point, or may be wirelessly connected to various media in an ad hoc mode.
<解析部>
解析部3は、入力IF2から取得した呼吸データのリアルタイム解析を行ってリアルタイム表示可能な解析結果データを生成するように構成されている。
<Analysis Department>
The
解析部3は、呼吸データに関する各種の解析を行うように構成されている。図2は、解析部3の内部構造の一例を示す説明図である。図2に示すように、解析部3は、フィルタ部31、呼吸判定部32、吸気フローリミテーション判定部33、無呼吸・低呼吸判定部34を含んで構成されている。解析部3のフィルタ部31、呼吸判定部32、吸気フローリミテーション判定部33、無呼吸・低呼吸判定部34で判定した判定結果は、記憶部4に取得されて記憶され、ディスプレイ5に出力されてリアルタイム表示される。
The
解析部3は、例えば、メモリとプロセッサを備える制御部で構成してもよい。メモリは、コンピュータ可読命令(プログラム)を記憶するように構成されており、例えば、各種プログラム等が格納されたROM(Read Only Memory)やプロセッサにより実行される各種プログラム等が格納される複数ワークエリアを有するRAM(Random Access Memory)等から構成される。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)及び/又はGPU(Graphics Processing Unit)であって、ROMに組み込まれた各種プログラムから指定されたプログラムをRAM上に展開し、RAMとの協働で各種処理を実行するように構成されている。
The
<フィルタ部>
フィルタ部31は、呼吸データの波形処理を行うように構成されている。波形処理は、呼吸データを解析するための不要成分の除去などの処理である。フィルタ部で行う波形処理は、一例として、呼吸データからノイズを除去する処理、高周波成分を除去する処理、低周波成分を除去する処理、呼吸データに含まれるAD値の√(ルート)振幅処理及び√(ルート)振幅補正処理、であってもよい。
<Filter part>
The
また、フィルタ部31は、デジタルフィルタであってもよい。デジタルフィルタは、入力IF2から呼吸データのデジタル信号を取得して、波形処理を行うように構成されてもよい。入力IF2から取得するデータがアナログの場合は、フィルタ部31内にA/D変換部を備えていてもよい。
Further, the
波形処理が行われた呼吸データは、記憶部4およびディスプレイ5に出力されるとともに、解析部3内での各種解析に用いられる。
The respiration data subjected to the waveform processing is output to the storage unit 4 and the
<呼吸判定部>
呼吸判定部32は、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードにより、呼吸データと呼吸気に関する第1の値とを比較して解析するように構成されている。図5は、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードによる呼吸データの解析の一例を示す説明図である。
<Breathing judgment unit>
The
図5に示すように、呼気スキャンモードは、第1の値P1よりもマイナスとなる第2の値P3を検出するモードであり、呼気を検出するまで呼吸データをスキャンするモードである。一例として、呼吸データである呼吸波形について、この呼吸波形の所定基準値を第1の値P1とし、第1の値P1よりもマイナスである任意の値P2以下に小さくなった値を第2の値P3とし、この第2の値P3を検出することにより呼気の検出を行う構成とすることができる。 As shown in FIG. 5, the exhalation scan mode is a mode for detecting a second value P3 which is more negative than the first value P1 and is a mode for scanning respiratory data until exhalation is detected. As an example, regarding the respiration waveform which is the respiration data, the predetermined reference value of the respiration waveform is set as the first value P1, and the value smaller than the first value P1 and the arbitrary value P2 or less, which is negative, is the second value. The value P3 can be set, and the exhaled breath can be detected by detecting the second value P3.
吸気スキャンモードは、呼気スキャンモードの後に実行されるモードであり、吸気を検出するモードである。一例として、吸気スキャンモードは、呼気スキャンモードの処理後に、呼気スキャンモードの第1の値P1(呼吸波形の基準値)よりもプラスとなる任意の値P4以上に大きくなった値を第3の値P5とし、この第3の値P5を検出することにより吸気の検出を行う構成とすることができる。 The inspiratory scan mode is a mode executed after the expiratory scan mode and is a mode for detecting inspiration. As an example, in the inspiratory scan mode, after the processing of the expiratory scan mode, a value that becomes larger than an arbitrary value P4 that is more positive than the first value P1 (reference value of the respiratory waveform) of the expiratory scan mode is set as a third value. The value P5 can be set, and the intake air can be detected by detecting the third value P5.
呼気サーチモードは、吸気スキャンモードの処理後に、呼気を検出して、解析に用いる呼吸波形の終了点を探すモードである。呼気サーチモードは、吸気スキャンモードの処理後に、呼気スキャンモードの第1の値P1(呼吸波形の基準値)よりもマイナスである任意の値P6以下に小さくなった値を第4の値P7とし、この第4の値P7を検出することにより呼吸波形の終了点を示す呼気の検出を行う構成とすることができる。 The expiratory search mode is a mode in which exhaled air is detected after processing of the inspiratory scan mode to search for the end point of the respiratory waveform used for analysis. In the expiratory search mode, after the processing of the inspiratory scan mode, a value smaller than an arbitrary value P6, which is negative from the first value P1 (reference value of the respiratory waveform) of the expiratory scan mode, is set as the fourth value P7. By detecting this fourth value P7, the exhaled breath indicating the end point of the respiratory waveform can be detected.
呼吸判定部32による判定の一例として、呼気をマイナス、吸気をプラスとする呼吸データの呼吸波形に対して、第1の値P1を0mmH2Oとし、呼気スキャンモードにおける第1の値P1よりもマイナスである任意の値P2を−0.05mmH2Oとし、第2の値P3である−0.06mmH2Oを検出することで呼気の検出を行う。吸気スキャンモードにおける第1の値P1よりもプラスとなる任意の値P4を+0.2mmH2Oとし、第3の値P5である+0.25mmH2Oを検出することにより吸気の検出を行う。呼気サーチモードにおける第1の値P1以下である任意の値P6を0mmH2Oとし、第4の値P7である−0.01mmH2Oを検出することにより呼吸波形の終了点を示す呼気の検出を行う。
As an example of the determination by the
呼吸判定部32は、所定時間に、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードによりで検出された呼気及び吸気の回数に基づいて、被検者の呼吸数を算出することができる。一例として、所定時間を30秒間とする場合、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードによりで検出された呼気及び吸気を一組とした回数を2倍することで、1分間における呼吸数を算出することができる。
The
<吸気フローリミテーション判定部>
吸気フローリミテーション判定部33は、呼吸データの吸気の波形に基づいて、吸気フローリミテーションの有無を判定するように構成されている。吸気フローリミテーションとは、閉塞性無呼吸低呼吸状態を示す指標である。
<Intake flow limitation judgment unit>
The inspiratory flow
吸気フローリミテーション判定部33は、呼吸データの吸気波形における所定の形状の有無と、当該所定の形状を有する吸気波形おける、吸気波形の幅と、所定の形状の波形の幅との比率に基づいて、吸気フローリミテーションを判定するように構成されている。
吸気波形の幅は、一例として、図5に示す吸気波形の立ち上がる値P8と吸気波形が終わるP9の区間を示すものである。吸気フローリミテーション判定部33は、一例として、一部分に凹みのある吸気波形が検出された際、当該凹みを含めた吸気波形の幅における吸気波形の凹みが占める波形の幅から、吸気フローリミテーションの有無を判定する。
なお、上述した凹みの検出は、一例として、吸気の波形の2次微分を行い、この2次微分の算出結果(振幅)が負の値を取ることを凹みと判定し、吸気波形の幅に対して、検出された凹みが有する波形の幅が所定の閾値を超えて大きくなった場合をフローリミテーション波形であると判定することができる。
また、所定の閾値については、被検者による個人差や使用施設における運用基準を考慮し、使用者により適宜に設定することができる。
The inspiratory flow
The width of the intake waveform indicates, for example, a section between the rising value P8 of the intake waveform and the end P9 of the intake waveform shown in FIG. As an example, when an intake waveform having a dent in a part is detected, the intake flow
In the above-mentioned detection of the dent, as an example, the second derivative of the intake waveform is performed, and when the calculation result (amplitude) of the second derivative takes a negative value, it is determined as the dent, and the width of the intake waveform is set. On the other hand, when the width of the waveform of the detected dent exceeds a predetermined threshold, it can be determined that the waveform is a flow limitation waveform.
In addition, the predetermined threshold value can be appropriately set by the user in consideration of individual differences depending on the subject and operational standards at the facility used.
吸気フローリミテーション判定部33が判定した判定結果は、記憶部4およびディスプレイ5に出力される。
The determination result determined by the intake flow
<無呼吸・低呼吸判定部>
無呼吸・低呼吸判定部34は、所定時間における呼吸データの振幅が、平均振幅の所定比率以下の場合に無呼吸または低呼吸と判定する。
<Apnea / hypopnea judgment unit>
The apnea /
無呼吸・低呼吸判定部34は、呼吸データの測定時刻の直近における呼吸データの振幅が、平均振幅の所定比率以下か否かにより判定してもよい。呼吸データの測定時刻の直近とは、一例として、測定時刻の120秒前から測定時刻までである。無呼吸と判定される振幅の一例は平均振幅の10%以下、低呼吸と判定される振幅の一例は平均振幅の50%以下である。
The apnea /
<記憶部>
記憶部4は、解析結果データを記憶するように構成されている。記憶部4は、解析結果データとして、フィルタ部31から出力された呼吸データ、各判定部32〜34の判定結果を、逐次記憶するように構成されている。記憶部4が記憶する解析結果データは、必要に応じて、ディスプレイ5に読み出されて表示され、アラーム制御部6に読み出されて報知要否の判定が行われる。記憶部4は、報知の履歴として、報知部が報知した異常の内容及び報知態様などの報知に関する情報を記憶してもよい。なお、記憶部4は、例えば、各種プログラム等が格納されたROM(Read Only Memory)やプロセッサにより実行される各種プログラム等が格納される複数ワークエリアを有するRAM(Random Access Memory)等から構成されるメモリとしてもよい。
<Memory>
The storage unit 4 is configured to store the analysis result data. The storage unit 4 is configured to sequentially store the respiration data output from the
<表示部>
生体情報処理装置は、図1に示すように、解析部3から少なくともリアルタイムの解析結果データを取得して表示する表示部を含んで構成されている。図3は、表示部の一例であるディスプレイ5の表示例である。図3のディスプレイ5には、呼吸データの呼吸波形51、呼吸数を示す数値である40(符号52)、吸気フローリミテーション波形53が示されている。
<Display unit>
As shown in FIG. 1, the biometric information processing apparatus includes a display unit that acquires and displays at least real-time analysis result data from the
ディスプレイ5は、測定直後の呼吸データを取得してリアルタイム解析を行った解析結果データをリアルタイムに表示してもよく、記憶部4に記憶された過去(表示のタイミングの120秒前等)の解析結果データを取得して表示してもよい。過去の解析結果データは、一例として、トレンドグラフ、呼吸データのリストである。図4に、呼吸データのリアルタイム表示である呼吸波形51と、過去の解析結果データである呼吸波形54とを、ディスプレイ5に表示する例を示す。なお、図4では、リアルタイム表示の画面に、過去の解析結果データの画面を重ねて表示しているが、この例示に限らず、複数の画面を重ならないように表示してもよい。
The
ディスプレイ5は、記憶部4に記憶された過去の報知情報を読み出して表示するように構成してもよい(レビュー表示)。ディスプレイ5に表示される過去の報知情報は、一例として、呼吸情報のトレンドグラフ、アラート状態、バイタルリスト等である。
The
ディスプレイ5には、呼吸データに関する解析結果データ以外のデータを表示してもよい。表示するデータは複数種類の生体情報とすることができる。複数の生体情報は、一例として、経皮的動脈血酸素飽和度、心拍、血圧、心電図の少なくともいずれか一つのデータとしてもよい。これらのデータは、同一の被検者から取得する複数の生体情報の位相が同期している状態(同位相)で表示するように構成してもよい。図3に、呼吸データの呼吸波形51に加えて、心電図の波形55、心拍数である80(符号56)、血圧の波形57、血圧値である123/81(97)(符号58)、経皮的動脈血酸素飽和度の波形59、経皮的動脈血酸素飽和度の値である98(符号60)が示されている。なお、図3において、符号61は、呼吸波形51と、心電図の波形55、血圧の波形57、経皮的動脈血酸素飽和度の波形59とが同位相であることを示している。
Data other than the analysis result data related to the respiratory data may be displayed on the
<報知部>
生体情報処理装置1は、解析結果データに基づいて報知情報を報知する報知部を備えるように構成されている。報知部は、測定結果に異常があるなどの報知が必要な場合に、異常が発生したことを報知するように構成されている。報知部は、図1に示すアラーム制御部6及び報知内容を音声で報知するスピーカー7を含んで構成されている。報知情報の報知は、スピーカー7の音声によるものに限らない。視覚的な報知として、報知情報を文字でディスプレイ5に表示してもよく、報知が必要な場合にランプを発光させてもよい。図3のディスプレイ5に、視覚的な報知の一例として、報知情報を文字で表示する報知表示部71を示している。
<Notification unit>
The biological information processing device 1 is configured to include a notification unit that notifies notification information based on analysis result data. The notification unit is configured to notify that an abnormality has occurred when notification such as an abnormality in the measurement result is required. The notification unit includes an
報知部が報知する内容は、無呼吸・低呼吸判定部34により無呼吸・低呼吸とされた判定、吸気フローリミテーションであるとの判定とすることができる。また、報知する内容には、カニューラが外れたために呼吸データが取得できないなどの測定に関する異常を含めてもよい。
The content notified by the notification unit can be determined by the apnea /
<動作例>
次に、生体情報処理装置1の動作例を説明する。
<Operation example>
Next, an operation example of the biometric information processing device 1 will be described.
生体情報処理装置1の入力IF2は、被検者の口または鼻から呼吸気を検出するセンサと接続されて、このセンサから呼吸データを取得する。入力IF2は、取得した呼吸データを解析部3のフィルタ部31に出力する。フィルタ部31は、取得した呼吸データの波形処理を行う。フィルタ部31は、波形処理した呼吸データを、記憶部4に出力する。記憶部4は、フィルタ部31から取得した呼吸データを記憶する。
The input IF2 of the bio-information processing device 1 is connected to a sensor that detects respiration from the mouth or nose of the subject, and acquires respiration data from this sensor. The input IF2 outputs the acquired respiratory data to the
解析部3は、入力IF2から取得した呼吸データに基づいて、各種の解析を行う。解析部3のフィルタ部31は、波形処理した呼吸データを、呼吸判定部32、吸気フローリミテーション判定部33、無呼吸・低呼吸判定部34に出力する。呼吸判定部32は、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードにより、呼吸データと呼吸気に関する解析を行い、呼吸数の判定を行う。吸気フローリミテーション判定部33は、フローリミテーションの有無を判定する。無呼吸・低呼吸判定部34は、無呼吸状態か否か、低呼吸状態か否かを判定する。判定結果は、記憶部4に出力されて記憶される。また、判定結果は、ディスプレイ5にリアルタイム表示される。
The
アラーム制御部6は、解析部3から解析結果データを取得し、この解析結果データに基づいて報知の要否を判定する。アラーム制御部6は、報知が必要と判定した場合に、報知情報をスピーカー7に出力する。スピーカー7は、取得した報知情報を音声に変換して、この音声を出力する。出力した報知情報は、記憶部4に出力されて記憶される。
The
以上説明したように、本開示の生体情報処理装置1によれば、被検者の口内または鼻内からの少なくとも一方の呼吸気に基づいて生成された呼吸データを取得する入力インターフェース部2と、入力インターフェース部2から取得した呼吸データのリアルタイム解析を行ってリアルタイム表示可能な解析結果データを生成する解析部3と、を備えるので、呼吸データをリアルタイムで解析することができる。さらに、その解析結果をリアルタイムで表示させることができる。
As described above, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, the
従来の呼吸モニタリングは、EtCO2(呼気炭酸ガス濃度、End Tidal CO2)カプノメータや胸郭インピーダンス方式で行われていた。このうち、EtCO2カプノメータは、呼吸気に含まれる二酸化炭素の測定に用いる機器であり、気道が確保されていないときの測定が不正確となってしまうという不都合があった。また、EtCO2カプノメータは、呼吸気の測定結果を呼気炭酸ガス濃度曲線(カプノグラフ)で取得するため、低呼吸と過換気の判別が困難であり、呼吸深度の測定もできないものであって、非挿管時の呼吸モニタリングとして不十分であり、リアルタイム解析ができないものであった。 Conventional respiratory monitoring has been performed by an EtCO 2 (expiratory carbon dioxide concentration, End Tidal CO 2 ) capnometer or a thoracic impedance method. Of these, the EtCO 2 capnometer is a device used for measuring carbon dioxide contained in respiratory air, and has the inconvenience that the measurement becomes inaccurate when the airway is not secured. In addition, since the EtCO 2 capnometer acquires the measurement result of respiratory air from the exhaled carbon dioxide concentration curve (capnography), it is difficult to distinguish between low breathing and hyperventilation, and it is not possible to measure the respiratory depth. It was insufficient for respiratory monitoring at the time of intubation, and real-time analysis was not possible.
従来の呼吸モニタリングのうち、胸郭インピーダンス方式は、呼吸測定のときに活動電位の無い部分に交流電流を流して被検者の体内の抵抗変化を電圧の変化として検出する方式であるため、被検者の体動によるノイズに弱いものであった。また、胸郭インピーダンス方式は、正常時と異常時の呼吸運動の違いの判別できないものであり、呼吸モニタリングの機器として不十分であり、リアルタイム解析ができないものであった。 Among the conventional respiratory monitoring methods, the thoracic impedance method is a method in which an alternating current is passed through a part where there is no action potential at the time of respiratory measurement, and a change in resistance in the subject's body is detected as a change in voltage. It was vulnerable to noise caused by the movement of the person. In addition, the thoracic impedance method cannot discriminate the difference between normal and abnormal respiratory movements, is insufficient as a respiratory monitoring device, and cannot perform real-time analysis.
さらに、術直後呼吸合併症として、上気道閉塞に関係する合併症が大部分を占めている。この上気道閉塞の有無を確認することは合併症の防止のために重要である。しかし、従来の呼吸モニタリング方法(EtCO2カプノメータ、胸郭インピーダンス方式)では、上気道閉塞の有無を確認することができなかった。 In addition, most of the postoperative respiratory complications are related to upper airway obstruction. Confirmation of the presence or absence of this upper airway obstruction is important for prevention of complications. However, the conventional respiratory monitoring method ( EtCO 2 capnometer, thoracic impedance method) could not confirm the presence or absence of upper airway obstruction.
この上気道閉塞の有無について、従来は、睡眠時無呼吸検査装置によるスクリーニング検査が行われていた。この睡眠時無呼吸検査装置によるスクリーニング検査は、鼻内圧の数値を収集して解析することにより、被験者の上気道閉塞の有無を確認していた。 Conventionally, a screening test using a sleep apnea test device has been performed to determine the presence or absence of this upper airway obstruction. In the screening test using this sleep apnea test device, the presence or absence of upper airway obstruction in the subject was confirmed by collecting and analyzing the numerical values of the intranasal pressure.
しかし、従来の睡眠時無呼吸検査装置によるスクリーニング検査は、収集した鼻内圧の数値をリアルタイムに解析するものではなく、リアルタイムに上気道閉塞の有無をモニタリングする検査装置は存在しなかった。 However, the screening test using the conventional sleep apnea test device does not analyze the collected nasal pressure values in real time, and there is no test device that monitors the presence or absence of upper airway obstruction in real time.
本開示の生体情報処理装置1によれば、従来はできなかった呼吸気の測定結果のリアルタイム解析が可能であり、さらに、上気道閉塞の有無をリアルタイムで確認することが可能である。さらに、その解析結果をリアルタイムで表示させることができる。 According to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, it is possible to perform real-time analysis of the measurement result of respiratory air, which was not possible in the past, and further, it is possible to confirm the presence or absence of upper airway obstruction in real time. Furthermore, the analysis result can be displayed in real time.
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、解析部3は、呼吸データの波形処理を行うフィルタ部31を含むので、フィルタ部31を用いてリアルタイム表示可能な解析結果データを生成することができる。解析部3は、フィルタ部31で波形処理された呼吸データを解析するので、フィルタ部31で波形処理された呼吸データを解析することにより、呼吸データのリアルタイム解析の解析精度を上げることができる。解析部3は、フィルタ部31で波形処理された呼吸データを、解析結果データの少なくとも一部として生成するので、フィルタ部31で波形処理された呼吸データをリアルタイムで表示可能とすることができる。
Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードにより呼吸データを解析する呼吸判定部32を備えるので、簡易に呼吸データのリアルタイム解析を行うことができる。また、呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードで解析することにより、呼吸数を判定することができる。
Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、吸気フローリミテーションを判定する吸気フローリミテーション判定部33を有するので、吸気フローリミテーションの有無をリアルタイムで判定することができる。また、吸気フローリミテーションの判定結果をリアルタイム表示することができる。
Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the inspiratory flow
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、解析部3は、少なくとも無呼吸または低呼吸のいずれか一方を判定する無呼吸・低呼吸判定部34を含むので、無呼吸か否か、低呼吸か否かについてリアルタイム解析が可能となる。また、このリアルタイム解析結果をリアルタイム表示することができる。
Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、呼吸データの測定時刻の直近における呼吸データの振幅に基づいて、無呼吸または低呼吸か否かの判定を行うので、より精度良い無呼吸または低呼吸のリアルタイム解析が可能となり、このリアルタイム解析結果を表示することができる。 Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, it is determined whether or not the apnea or the hypopnea is apnea or hypopnea based on the amplitude of the respiration data in the latest measurement time of the respiration data. Real-time analysis of hypopnea becomes possible, and the results of this real-time analysis can be displayed.
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、報知情報を報知する報知部としてアラーム制御部6およびスピーカー7を備えるので、無呼吸、低呼吸、吸気フローリミテーション等の報知情報を確実に報知することができ、被検者の容態の変化に適切に対応することができる。
Further, according to the biometric information processing device 1 of the present disclosure, since the
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、解析結果データを表示するディスプレイ5を備えるので、リアルタイムで解析結果を表示することができる。このため、呼吸管理における迅速な医療判断の支援(デシジョンサポート)を行うことができる。
Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、解析結果データを記憶する記憶部4を備えるので、被検者の過去の解析結果データをレビュー表示することができる。 Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the storage unit 4 for storing the analysis result data is provided, the past analysis result data of the subject can be reviewed and displayed.
また、本開示の生体情報処理装置1によれば、解析結果と心電図等の他の生体情報とを同位相で表示するので、解析結果と他の生体情報とを同位相でモニタリングすることができる。このため、呼吸管理を含めた各種の生体情報について迅速な医療判断の支援(デシジョンサポート)を行うことができる。 Further, according to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure, since the analysis result and other biometric information such as an electrocardiogram are displayed in the same phase, the analysis result and the other biometric information can be monitored in the same phase. .. Therefore, it is possible to provide prompt medical decision support (decision support) for various biological information including respiratory management.
また、解析結果と心電図等の他の生体情報とを同位相で表示する本開示の生体情報処理装置1に加えて、従来のEtCO2カプノメータ、胸郭インピーダンス方式を用いる構成とすることもできる。このように、本開示の生体情報処理装置1と従来のEtCO2カプノメータ、胸郭インピーダンス方式とを併用する構成とすれば、非挿管時の呼吸モニタリング、術後の呼吸管理、内視鏡下消化管手術時の呼吸モニタリング、ネイザルハイフロー時の呼吸モニタリングが可能となる。したがって、呼吸気圧(鼻内圧)の呼吸モニタリングを備える構成として、被験者の状況に応じた最適な呼吸モニタリングを提供することができる。 Further, in addition to the biometric information processing apparatus 1 of the present disclosure that displays the analysis result and other biometric information such as an electrocardiogram in the same phase, a conventional EtCO 2 capnometer and a thoracic impedance method may be used. As described above, if the biometric information device 1 of the present disclosure is used in combination with the conventional EtCO 2 capnometer and the thoracic impedance method, respiratory monitoring during non-intubation, postoperative respiratory management, and endoscopic gastrointestinal tract Respiratory monitoring during surgery and respiratory monitoring during Nasal High Flow are possible. Therefore, it is possible to provide the optimum respiratory monitoring according to the situation of the subject as a configuration including the respiratory monitoring of the respiratory pressure (intranasal pressure).
なお、上記した実施形態では、入力IF2が不図示のセンサから呼吸データを取得する例を説明したが、呼吸データの取得方法は上記構成に限らない。入力IF2は、CD−R等の外部媒体に記憶された過去の呼吸データ(測定結果)に接続されてこの過去の呼吸データを取得してもよく、遠隔地にてリアルタイムで測定した呼吸データを通信網を用いてリアルタイムに取得してもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the input IF2 acquires respiration data from a sensor (not shown) has been described, but the respiration data acquisition method is not limited to the above configuration. The input IF2 may be connected to the past respiration data (measurement result) stored in an external medium such as a CD-R to acquire the past respiration data, and the respiration data measured in real time at a remote location may be acquired. It may be acquired in real time using a communication network.
上記構成によれば、インターネットを介して外部から生体情報処理装置1に接続して呼吸気の測定結果をディスプレイ5にリアルタイム表示することができる。
According to the above configuration, it is possible to connect to the biometric information processing apparatus 1 from the outside via the Internet and display the measurement result of respiratory air on the
また、上記した実施形態では、解析部3を有する生体情報処理装置1の例示を説明したが、解析部3は生体情報処理装置1に含まれる構成に限らない。解析部は生体情報処理装置1の外部に備え、この外部の解析部で生成した呼吸データを入力IFを介して生体情報処理装置1のディスプレイ5に表示する構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the example of the biometric information processing apparatus 1 having the
上記構成によれば、被検者の口内または鼻内からの少なくとも一方の呼吸気に基づいて生成された呼吸データのリアルタイム解析を行った呼吸データを取得する入力インターフェース部と、入力インターフェース部から取得した呼吸データのリアルタイム表示可能な表示部と、を備えるので、呼吸データのリアルタイム解析結果をリアルタイム表示することができる。 According to the above configuration, an input interface unit that acquires respiratory data obtained by performing real-time analysis of respiratory data generated based on at least one respiratory air from the subject's mouth or nose, and an input interface unit that acquires the respiratory data. Since it is provided with a display unit capable of displaying the respiration data in real time, the real-time analysis result of the respiration data can be displayed in real time.
本開示は、上述した実施形態や変形例に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、形態、数、配置場所等は、本開示を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments and modifications, and modifications, improvements, and the like can be freely made as appropriate. In addition, the material, shape, form, number, arrangement location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present disclosure can be achieved.
1 生体情報処理装置、 2 入力インターフェース部、 3 解析部、 4 記憶部、 5 ディスプレイ、 6 アラーム制御部、 7 スピーカー、 31 フィルタ部、 32 呼吸判定部、 33 吸気フローリミテーション判定部、 34 無呼吸・低呼吸判定部、 51 呼吸波形、 52 呼吸数、 53 吸気フローリミテーション波形、 54 呼吸波形、 55 心電図の波形、 56 心拍数、 57 血圧の波形、 58 血圧値、 59 経皮的動脈血酸素飽和度の波形、 60 経皮的動脈血酸素飽和度の値、 71 報知表示部 1 Biometric information device, 2 Input interface unit, 3 Analysis unit, 4 Storage unit, 5 Display, 6 Alarm control unit, 7 Speaker, 31 Filter unit, 32 Respiration determination unit, 33 Intake flow limitation determination unit, 34 Apnea・ Apnea determination unit, 51 respiratory waveform, 52 respiratory rate, 53 inspiratory flow limitation waveform, 54 respiratory waveform, 55 electrocardiogram waveform, 56 heart rate, 57 blood pressure waveform, 58 blood pressure value, 59 percutaneous arterial blood oxygen saturation Degree waveform, 60 Percutaneous arterial blood oxygen saturation value, 71 Notification display
Claims (12)
前記入力インターフェース部から取得した前記呼吸データのリアルタイム解析を行ってリアルタイム表示可能な解析結果データを生成する解析部と、を備え、
前記解析部は、前記呼吸データと呼吸気に関する第1の値とを比較して解析する呼吸判定部を備え、
前記呼吸判定部は、
前記第1の値よりもマイナスとなる第2の値を検出する呼気スキャンモード、
前記呼気スキャンモードの処理後に前記第1の値よりもプラスとなる第3の値を検出する吸気スキャンモード、及び、
前記吸気スキャンモードの処理後に前記第1の値よりもマイナスである第4の値を検出する呼気サーチモードにより、解析するように構成され、
前記呼吸判定部は、前記呼気スキャンモード、前記吸気スキャンモード及び前記呼気サーチモードにより検出された呼気及び吸気の回数に基づいて、被検者の呼吸数を算出するように構成されている生体情報処理装置。 An input interface unit that acquires breathing data generated based on at least one breathing air from the subject's mouth or nose.
It is provided with an analysis unit that performs real-time analysis of the respiration data acquired from the input interface unit and generates analysis result data that can be displayed in real time .
The analysis unit includes a respiration determination unit that compares and analyzes the respiration data with a first value related to respiration.
The breathing determination unit
A breath scan mode that detects a second value that is more negative than the first value.
An inspiratory scan mode that detects a third value that is more positive than the first value after processing the expiratory scan mode, and
It is configured to be analyzed by a breath search mode that detects a fourth value that is more negative than the first value after processing the inspiratory scan mode.
The breath determining unit, the expiratory scan mode, on the basis of the intake-scan mode and the number of the detected breath and inspiration by the expiration search mode, biometric information that is configured to calculate a breathing rate of the subject Processing equipment.
前記吸気フローリミテーション判定部は、前記呼吸データの吸気波形における所定の形状の有無と、当該所定の形状を有する吸気波形における、吸気波形の幅と、所定の形状の波形の幅との比率に基づいて、吸気フローリミテーションを判定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。 The analysis unit includes an intake flow limitation determination unit.
The inspiratory flow limitation determination unit determines the ratio of the presence / absence of a predetermined shape in the inspiratory waveform of the respiration data, the width of the inspiratory waveform in the inspiratory waveform having the predetermined shape, and the width of the waveform of the predetermined shape. The biometric information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the inspiratory flow limitation is determined based on the above.
前記無呼吸・低呼吸判定部は、所定時間における前記呼吸データの呼気の振幅が、平均振幅の所定比率以下の場合に無呼吸または低呼吸と判定する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。 The analysis unit includes an apnea / hypopnea determination unit that determines at least one of apnea and hypopnea.
Any one of claims 1 to 5 that the apnea / hypopnea determination unit determines apnea or hypopnea when the exhalation amplitude of the respiration data at a predetermined time is equal to or less than a predetermined ratio of the average amplitude. The biometric information processing device described in the section.
前記表示部は、前記記憶部から取得した過去の解析結果データを表示する請求項9に記載の生体情報処理装置。 A storage unit for storing the analysis result data is provided.
The biometric information processing device according to claim 9 , wherein the display unit displays past analysis result data acquired from the storage unit.
前記入力インターフェース部から取得した前記解析結果データのリアルタイム表示可能な表示部と、を備え、
前記解析結果データは、前記呼吸データと呼吸気に関する第1の値とが比較されて解析される呼気スキャンモード、吸気スキャンモード及び呼気サーチモードにより生成され、
前記呼気スキャンモードは、前記第1の値よりもマイナスとなる第2の値を検出するモードであり、
前記吸気スキャンモードは、前記呼気スキャンモードの処理後に前記第1の値よりもプラスとなる第3の値を検出するモードであり、
前記呼気サーチモードは、前記吸気スキャンモードの処理後に前記第1の値よりもマイナスである第4の値を検出するモードである、生体情報処理装置。 An input interface unit that acquires analysis result data obtained by performing real-time analysis of respiratory data generated based on at least one respiratory air from the subject's mouth or nose.
A display unit capable of displaying the analysis result data acquired from the input interface unit in real time is provided .
The analysis result data is generated by an expiratory scan mode, an inspiratory scan mode, and an expiratory search mode in which the respiratory data is compared with a first value relating to respiratory air and analyzed.
The breath scan mode is a mode for detecting a second value that is more negative than the first value.
The inspiratory scan mode is a mode for detecting a third value that is more positive than the first value after the processing of the exhaled breath scan mode.
The breath search mode is a biometric information processing apparatus that detects a fourth value that is more negative than the first value after processing the inspiratory scan mode.
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